Calculateur d'épidémie avec le modèle SIR

Simulez les populations susceptibles, infectées et guéries avec un modèle déterministe de maladie infectieuse.

Simulation épidémique SIR
Saisissez les effectifs initiaux, les taux quotidiens de transmission et de guérison, puis la durée de simulation.

Comprendre le modèle épidémique SIR

Le modèle SIR est un cadre mathématique fondamental pour étudier la propagation des maladies infectieuses. Il divise une population fermée en trois compartiments : les personnes susceptibles de contracter l'infection, les personnes infectées pouvant la transmettre et les personnes guéries, supposées immunisées et non contagieuses. Les initiales S, I et R donnent son nom au modèle. À chaque étape, les personnes passent de susceptibles à infectées, puis d'infectées à guéries ; la population totale reste constante. La transmission est représentée par beta. Chaque jour simulé, les nouvelles infections sont égales à beta multiplié par les effectifs susceptibles et infectés, puis divisé par la population totale. La guérison est représentée par gamma, et les nouvelles guérisons sont égales à gamma multiplié par l'effectif infecté. Les équations différentielles correspondantes sont dS/dt = -beta SI/N, dI/dt = beta SI/N - gamma I et dR/dt = gamma I. Ce calculateur approche ces équations continues par des pas d'Euler d'un jour et empêche un flux quotidien de dépasser l'effectif de son compartiment d'origine. Le rapport beta divisé par gamma est le nombre de reproduction de base dans les hypothèses SIR les plus simples. Une valeur supérieure à un indique que l'infection peut croître au départ lorsque presque toute la population est susceptible ; une valeur inférieure à un indique un recul. À mesure que les susceptibles se raréfient, le nombre de reproduction effectif diminue et l'épidémie peut culminer même si la valeur de base dépasse un. Le pic affiché correspond au plus grand effectif infecté simulé et au jour où il survient. Les effectifs finaux décrivent l'état modélisé à l'horizon choisi, pas nécessairement la fin définitive de l'épidémie. Les épidémies réelles satisfont rarement toutes les hypothèses SIR. Les populations présentent des classes d'âge, des réseaux de contacts, des naissances, des décès, des migrations, de la vaccination, des changements de comportement, des durées de contagiosité variables, une sous-déclaration et des réinfections. Beta et gamma peuvent aussi varier dans le temps. Un pas numérique d'un jour est utile pour l'apprentissage et les scénarios rapides, mais moins précis qu'un solveur à pas plus fin ou qu'un modèle statistique ajusté. N'utilisez pas ce résultat comme prévision ni comme fondement d'une décision de santé publique. Une prévision fiable exige des données calibrées, des intervalles d'incertitude, une analyse de sensibilité et l'examen d'épidémiologistes connaissant l'agent pathogène et le système de surveillance.

Exemples du modèle SIR

Ces exemples montrent comment les hypothèses de transmission et de guérison modifient la courbe épidémique.

Scénario initialTendance attendueInterprétation
N 10,000 ; S 9,990 ; I 10 ; beta 0.3 ; gamma 0.1 ; 100 joursCroissance initiale avec un R0 de 3Exemple d'épidémie communautaire
N 1,000 ; S 990 ; I 10 ; beta 0.08 ; gamma 0.1 ; 60 joursLes infections diminuent globalementR0 inférieur à 1
N 50,000 ; S 39,990 ; I 10 ; R 10,000 ; beta 0.2 ; gamma 0.1Croissance plus lente que dans une population entièrement susceptibleL'immunité préexistante réduit la propagation effective

Comment lancer une simulation SIR

  1. Saisissez la population totale et les effectifs initiaux susceptibles, infectés et guéris dont la somme correspond à ce total.
  2. Saisissez les taux quotidiens supposés de transmission et de guérison sous forme décimale.
  3. Choisissez un nombre entier de jours à simuler.
  4. Lancez le modèle et comparez les effectifs finaux, le pic des infections et le nombre de reproduction.

Questions fréquentes sur le modèle SIR

Que signifient beta et gamma ?

Beta régit le taux de contacts potentiellement infectieux dans ce modèle simple. Gamma est le taux quotidien de guérison ; son inverse approche donc la durée moyenne de contagiosité.

Que signifie un R0 supérieur à un ?

Selon les hypothèses du modèle, chaque personne infectée provoque initialement plus d'une nouvelle infection en moyenne. Cela indique un potentiel de croissance, pas une prévision certaine.

Pourquoi les trois compartiments doivent-ils égaler la population ?

Chaque personne d'une population SIR fermée doit appartenir à exactement un compartiment. Un écart créerait ou omettrait des personnes et violerait la conservation dans les équations.

Le modèle inclut-il la vaccination ou la réinfection ?

Cette version de base n'inclut ni flux de vaccination ni perte d'immunité. Des modèles compartimentaux plus avancés peuvent ajouter ces mécanismes.

Quelle est la précision de la simulation quotidienne ?

Les pas d'Euler quotidiens offrent une approximation transparente pour apprendre et comparer des scénarios. La recherche et les politiques publiques exigent des modèles calibrés, des méthodes numériques plus fines et une analyse d'incertitude.